臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞通過免疫調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞
改善膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid Arthritis, RA) 是一種由于免疫紊亂導(dǎo)致軟骨和骨破壞的自身免疫性疾病，目前治療藥物主要包括糖皮質(zhì)激素、改善病情抗風(fēng)濕藥物（DMARDs）及生物制劑，經(jīng)早期規(guī)范化達(dá)標(biāo)治療臨床緩解率得到很大提升，但有部分患者病情仍未達(dá)標(biāo)，并且這些藥物只針對早期、活動期炎癥的控制，對晚期業(yè)已形成的關(guān)節(jié)破壞則無法修復(fù)。因此，尋找既能夠早期調(diào)節(jié)免疫紊亂抑制炎癥反應(yīng)，又可以阻止及修復(fù)關(guān)節(jié)破壞，且安全、有效的治療策略成為目前亟需解決的問題。RA發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，研究發(fā)現(xiàn)T 淋巴細(xì)胞異常增殖、凋亡及分化與RA的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，成為炎癥、免疫激活、骨破壞的重要機(jī)制。間充質(zhì)干細(xì)胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）具有高度增殖、免疫調(diào)節(jié)及多向分化能力，可能成為RA治療新策略。但MSCs在RA動物模型膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎（CIA）大鼠中的治療作用各不相同，且作用機(jī)制不清，限制了其在RA臨床轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用。
因此，為明確人臍帶來源的間充質(zhì)干細(xì)胞（hUCMSCs）對RA的治療效果以及探究其發(fā)揮作用的具體機(jī)制，山西醫(yī)科大學(xué)第三臨床醫(yī)學(xué)院風(fēng)濕免疫科張莉蕓教授團(tuán)隊，在體內(nèi)實驗中研究了hUCMSCs對CIA大鼠的治療效果，分別從關(guān)節(jié)炎指數(shù)、放射學(xué)改變及滑膜病理改變進(jìn)行評估，從T細(xì)胞增殖、凋亡、分化、分泌炎性因子及基因轉(zhuǎn)錄水平闡明hUCMSCs發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的可能機(jī)制，并進(jìn)一步在體外實驗中研究了hUCMSCs及hUCMSCs釋放的細(xì)胞外囊泡（hUCMSC-EVs）對RA患者外周血T細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用，為hUCMSCs在RA的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用提供重要的理論依據(jù)和實驗基礎(chǔ)。該研究成果于2019年以“Immunomodulatory effect of human umbilical cord mesenchymal stem cells on T lymphocytes in rheumatoid arthritis”為題發(fā)表于International Immunopharmacology上。
該研究結(jié)果顯示：
1. hUCMSCs可有效改善CIA大鼠后足腫脹度及關(guān)節(jié)炎指數(shù)，延緩CIA大鼠關(guān)節(jié)炎放射學(xué)進(jìn)展，減少CIA大鼠關(guān)節(jié)滑膜增生及炎性細(xì)胞浸潤，作用與治療RA的經(jīng)典藥物甲氨蝶呤（MTX）相似。
圖1 hUCMSCs改善CIA大鼠的關(guān)節(jié)炎癥狀
2. hUCMSCs抑制CIA大鼠脾臟T細(xì)胞增殖，促進(jìn)T細(xì)胞凋亡，降低Th17細(xì)胞比例，上調(diào)Treg細(xì)胞比例，恢復(fù)Treg/Th17平衡;抑制血清IL-17表達(dá)，促進(jìn)血清TGF-β表達(dá);其中hUCMSCs抑制T細(xì)胞增殖、下調(diào)Th17細(xì)胞比例作用略弱于MTX，促進(jìn)T細(xì)胞凋亡、上調(diào)Treg細(xì)胞比例及Treg/Th17，抑制IL-17表達(dá)，促進(jìn)TGF-β表達(dá)作用與MTX相似。免疫組化及RT-PCR方法證實hUCMSCs下調(diào)CIA大鼠脾臟ROR-γt及ROR-γt mRNA表達(dá)，作用優(yōu)于MTX；上調(diào)脾臟Foxp3及Foxp3mRNA表達(dá)，作用與MTX相似。此外，免疫組化方法證實hUCMSCs下調(diào)CIA大鼠關(guān)節(jié)ROR-γt及Foxp3表達(dá)。
圖2 hUCMSCs對CIA大鼠T細(xì)胞的作用
3. MSCs在靜息或應(yīng)激狀態(tài)下釋放的細(xì)胞外囊泡（EVs）可模擬MSCs的免疫調(diào)節(jié)及組織修復(fù)作用，并且規(guī)避MSCs作為細(xì)胞治療帶來的一些風(fēng)險。本研究在體外實驗中研究了hUCMSCs對RA患者T細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用，并將hUCMSCs與hUCMSC-EVs的免疫調(diào)節(jié)作用進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示hUCMSCs和hUCMSC-EVs均可下調(diào)RA患者外周血Th17細(xì)胞比例，抑制IL-17分泌，上調(diào)Treg細(xì)胞比例和Treg/Th17，促進(jìn)TGF-β的表達(dá)；在降低Th17細(xì)胞比例和IL-17A水平方面hUCMSCs和hUCMSC-EVs(90μg)作用相似，在增加Treg細(xì)胞比例、Treg/Th17和TGF-β水平方面hUCMSCs作用優(yōu)于hUCMSCs(90μg)。
圖3 hUCMSCs對RA患者T細(xì)胞的作用
綜上，本研究從體內(nèi)、體外實驗，從外周血、免疫器官、炎癥關(guān)節(jié)的角度，證實了hUCMSCs可以調(diào)節(jié)T細(xì)胞增殖、凋亡、分化及炎性因子分泌，并且在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)T細(xì)胞向Treg和Th17細(xì)胞分化，恢復(fù)Treg/Th17平衡，從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，最終改善RA關(guān)節(jié)炎癥狀，延緩疾病進(jìn)展，為hUCMSCs在RA治療的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用提供重要依據(jù)。
張莉蕓教授為本研究的通信作者，馬丹為本研究論文的第一作者，該研究得到國家自然科學(xué)基金的支持。
